第 9 章 哈希表
看一个实际需求，google公司的一个上机题:
有一个公司,当有新的员工来报道时,要求将该员工的信息加入(id,性别,年龄,住址…),当输入该员工的id时,要求查找到该员工的 所有信息.
要求: 不使用数据库,尽量节省内存,速度越快越好=>哈希表(散列)
1 哈希表
1.1 哈希表简介
散列表（Hash table，也叫哈希表），是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。也就是说，它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数，存放记录的数组叫做散列表。
15 111 % 15
1.2 哈希表应用案例
有一个公司,当有新的员工来报道时,要求将该员工的信息加入(id,性别,年龄,名字,住址…),当输入该员工的id时,要求查找到该员工的所有信息.
要求:
- 不使用数据库,速度越快越好=>哈希表(散列)
- 添加时，保证按照id从低到高插入
[课后思考：如果id不是从低到高插入，但要求各条链表仍是从低到高，怎么解决?] - 使用链表来实现哈希表, 该链表不带表头[即: 链表的第一个结点就存放雇员信息]
- 思路分析并画出示意图
- 代码实现[增删改查(显示所有员工，按id查询)]
import java.util.Scanner;
/*
* hashTab 、 散列表
* 作业：删除操作
*/
public class HashTabDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建哈希表
HashTab hashTab = new HashTab(7);
// 写一个简单的菜单
String key = " ";
Scanner sc = new Scanner(System.in);
while (true) {
System.out.println("add: 添加雇员");
System.out.println("list: 显示雇员");
System.out.println("find: 查找雇员");
System.out.println("exit: 退出系统");
key = sc.next();// 这地方回去康康
switch (key) {
case "add":
System.out.println("输入id：");
int id = sc.nextInt();
System.out.println("输入名字：");
String name = sc.next();
// 创建雇员
Emp emp = new Emp(id, name);
hashTab.add(emp);
break;
case "list":
hashTab.list();
break;
case "find":
System.out.println("请输入要查找的id：");
id = sc.nextInt();
hashTab.findEmpById(id);
break;
case "exit":
sc.close();
System.exit(0);
default:
break;
}
}
}
}
// 创建哈希表， 用于管理多条数据
class HashTab {
private EmpLinkedList[] empLinkedListArray;
private int size;//有多少条链表
//构造器
public HashTab(int size) {
this.size = size;
//动态初始化empLinkedListArray
empLinkedListArray = new EmpLinkedList[size];
//里留一个坑 ===> 这地方就是没有初始化链表，所以会报一个空指针异常
for (int i = 0; i < size; i++) {
empLinkedListArray[i] = new EmpLinkedList();
}
}
// 1. 添加雇员
public void add(Emp emp) {
// 根据员工的ID， 得到该员工的应该添加的位置
int empLinkedListNO = hashFun(emp.id);
// 将emp 添加到对应的链表中
empLinkedListArray[empLinkedListNO].add(emp);
}
// 2. 遍历所有的链表
public void list() {
for (int i = 0; i < size; i++) {
empLinkedListArray[i].list(i);
}
}
// 判断输入的id， 查找雇员
public void findEmpById(int id) {
//使用散列函数确定到那条链表查找
int empLinkedListNO = hashFun(id);
Emp emp = empLinkedListArray[empLinkedListNO].findEmpById(id);
if (emp != null) {
//找打
System.out.printf("第%d条链表中找到该雇员 id = %d\n", (empLinkedListNO + 1), id);
} else {
System.out.println("在hashTab没有找到该雇员");
}
}
// 编写散列函数， 使用一个简单的取模法
public int hashFun(int id) {
return id % size;
}
}
class Emp {
public int id;
public String name;
public Emp next;
public Emp(int id, String name) {
this.id = id;
this.name = name;
}
public String toString() {
return "=>" +
"id=" + id +
", name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
class EmpLinkedList {
// 头指针， 执行第一个Emp， 因为我们这个链表的head 是直接指向第一个 Emp
private Emp head;// 默认为 null, 这个是第一个元素， 与单链表有所区别(单链表是直接就仅仅是一个表头)
// 添加雇员到链表
// 说明：
// 1. 假设，当添加雇员时， id是自增的， 即id的分配总是从小到大
public void add(Emp emp) {
// 如果是添加第一个雇员
if (head == null) {
head = emp;
return;
}
// 如果不是第一个雇员，则使用一个辅助指针， 帮助定位到最后
Emp temp = head;
while (true) {
if (temp.next == null) {
break;
}
temp = temp.next;
}
//退出时， 将emp加入到链表
temp.next = emp;
}
// 遍历雇员信息
public void list(int no) {
if (head == null) {
System.out.println("第" + (no + 1) + " 员工表中无信息， 请添加后再尝试~~~");
return;
}
System.out.print("第" + (no + 1) + "链表信息为：");
Emp curEmp = head;
while (true) {
// 这地方不能是else， 因为else的话，curEmp 会是null
System.out.printf(" => id= %d, name= %s\t", curEmp.id, curEmp.name);
if (curEmp.next == null) {
// 说明已经是最后了
break;
}
curEmp = curEmp.next;
}
System.out.println();
}
// 根据id直接查找雇员
public Emp findEmpById(int id) {
//先判断当前是否为空
if (head == null) {
// System.out.println("链表为空~~~");
return null;
}
// 辅助指针
Emp curEmp = head;
while (true) {
if (curEmp.id == id) {
break;//这时 curEmp就是我要找的雇员
}
// 退出条件
if (curEmp.next == null) {
// 说明遍历完成后没有找到
curEmp = null;
break;
}
curEmp = curEmp.next;
}
return curEmp;
}
}